Nierentransplantation –
Forscher des Brigham and Women’s Hospital haben mit Hilfe von Exosomen – winzigen Bläschen, die mRNA enthalten – aus Urinproben eine neue, nicht-invasive Methode entwickelt, um die Abstoßung von Transplantaten zu testen.
- Die Wartezeit auf eine Nierentransplantation kann bis zu sechs Jahre betragen. Und selbst wenn ein Patient transplantiert wird, kommt es bei bis zu 20 Prozent der Betroffenen zu einer Abstoßung der Spenderniere.
Zur Abstoßung kommt es, wenn die Immunzellen des Empfängers die neu erhaltene Niere als fremdes Organ wahrnehmen und sich weigern, die Antigene des Spenders zu akzeptieren. Die derzeitigen Methoden zur Untersuchung der Nierenabstoßung umfassen invasive Biopsieverfahren, die mit einem mehrtägigen Krankenhausaufenthalt der Patienten verbunden sind.
- Eine Studie von Forschern des Brigham and Women’s Hospital und Exosome Diagnostics schlägt einen neuen, nicht-invasiven Weg vor, um die Transplantatabstoßung zu testen, indem Exosomen aus Urinproben verwendet werden.
Ziel ist es, bessere Instrumente zur Überwachung von Patienten zu entwickeln, ohne unnötige Biopsien durchführen zu müssen, erklärt Dr. Jamil Azzi, Arzt in der Abteilung für Nierentransplantation am Brigham und außerordentlicher Professor für Medizin an der Harvard Medical School. Es geht darum, die Abstoßung frühzeitig zu erkennen, damit sie behandelt werden kann, bevor sich Narben bilden.
Wird die Abstoßung der Niere nicht behandelt, kann es zu Narbenbildung und vollständigem Nierenversagen kommen. Diese Probleme können den Empfänger der Niere lebenslang beeinträchtigen.
Bisher ordneten Ärzte Biopsien oder Bluttests an, wenn sie den Verdacht hatten, dass ein Transplantatempfänger das Spenderorgan abstößt. Biopsien sind mit dem Risiko von Komplikationen behaftet, obwohl 70 bis 80 Prozent der Biopsien letztlich unbedenklich sind. Außerdem liefern Bluttests auf Kreatinin nicht immer eindeutige Ergebnisse.
Aufgrund der Einschränkungen, die mit den derzeitigen Tests verbunden sind, suchten die Forscher nach alternativen und einfacheren Methoden, um die Wirksamkeit der Transplantation zu beurteilen.
Für die vorliegende Studie entnahmen die Forscher Urinproben von 175 Patienten, die sich auf Anraten ihrer Ärzte bereits einer Nierenbiopsie unterzogen hatten. Aus diesen Proben isolierten die Forscher Urin-Exosomen aus den Immunzellen der neu transplantierten Nieren.
Aus diesen Vesikeln isolierten die Wissenschaftler Proteine und mRNA und identifizierten eine Abstoßungssignatur – eine Gruppe von 15 Genen – die zwischen einer normalen Nierenfunktion und einer Abstoßung unterscheiden können. Bemerkenswert ist, dass die Forscher auch fünf Gene identifizierten, die zwischen zwei Arten der Abstoßung unterscheiden können: zelluläre Abstoßung und Antikörper-vermittelte Abstoßung.
Die Ergebnisse zeigen, dass aus Urinproben isolierte Exosomen ein geeigneter Biomarker für die Abstoßung von Nierentransplantaten sein könnten, so die Forscher.
Diese Forschungsarbeit unterscheidet sich von früheren Ansätzen, die mRNA im Urin zu charakterisieren, da die Forscher Exosomen und nicht gewöhnliche Urinzellen isolierten. Das exosomale Vesikel schützt die mRNA vor dem Abbau, so dass die Gene innerhalb der mRNA auf die passende Abstoßungssignatur untersucht werden können.
In früheren Untersuchungen wurde mRNA aus Zellen isoliert, die von der Niere in den Urin ausgeschieden wurden. Ohne die extrazellulären Vesikel, die die mRNA schützen, zerfiel die mRNA jedoch sehr schnell, was die Durchführung dieses Tests in einer klinischen Umgebung erschwerte.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen den Forscher zufolge, dass man, wenn man den Urin eines Patienten zu verschiedenen Zeitpunkten entnimmt und die mRNA in den Mikrovesikeln misst, im Laufe der Zeit die gleiche Signatur erhält, so dass man beurteilen kann, ob das Spenderorgan abgestoßen wird oder nicht. Ohne diese Vesikel verliert man das genetische Material nach ein paar Stunden.
Eine Einschränkung dieser Forschungsergebnisse ist, dass diese Tests an Patienten durchgeführt wurden, die sich einer Biopsie unterzogen, die von ihrem Arzt angeordnet wurde, der bereits vermutete, dass etwas nicht stimmt.
Als nächstes wollen die Forscher herausfinden, ob ein Test wie dieser auch bei Nierentransplantat-Empfängern mit normaler Nierenaktivität, die im Blut gemessen wird, eingesetzt werden kann, um eine versteckte Abstoßung (subklinische Abstoßung) zu erkennen.
Derzeit führen die Forscher bereits eine zweite Studie an Patienten mit stabiler Nierenfunktion durch, um herauszufinden, ob die gleiche Signatur, die sie in dieser aktuellen Studie identifiziert haben, auch bei Patienten ohne zuvor identifizierte Probleme eingesetzt werden kann, um dennoch eine subklinische Abstoßung zu erkennen.
Die Forschungsergebnisse wurden im Journal of the American Society of Nephrology veröffentlicht (Titel der Studie: „Discovery and Validation of a Urinary Exosome mRNA Signature for the Diagnosis of Human Kidney Transplant Rejection“).
(Quellen: Brigham and Women’s Hospital / Journal of the American Society of Nephrology, 2021; ASN.2020060850 DOI: 10.1681/ASN.2020060850 )
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